EP4189775A2 - Radarreflektor zur reflexion von radarstrahlung und system zur steuerung eines automatisierten betriebs eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Radarreflektor zur reflexion von radarstrahlung und system zur steuerung eines automatisierten betriebs eines kraftfahrzeugs

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EP4189775A2
EP4189775A2 EP21745737.3A EP21745737A EP4189775A2 EP 4189775 A2 EP4189775 A2 EP 4189775A2 EP 21745737 A EP21745737 A EP 21745737A EP 4189775 A2 EP4189775 A2 EP 4189775A2
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EP
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radar
radar reflector
reflector
central axis
reflection element
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Fabian Vordermaier
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MAN Truck and Bus SE
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    • G01S7/415—Identification of targets based on measurements of movement associated with the target

Definitions

  • Radar reflector for reflecting radar radiation and system for controlling automated operation of a motor vehicle
  • the invention relates to a radar reflector for reflecting radar radiation and a system for controlling automated operation of a motor vehicle, comprising at least one such radar reflector and the motor vehicle.
  • Motor vehicles for example commercial vehicles, are known from practice which are designed to carry out a fixed, predefined sequence of driving maneuvers in an automated manner.
  • Automated commercial vehicles of this type are mainly used in an area separated from general road traffic, for example in a construction site area. In these construction site areas in particular, it may be necessary to change the route at short notice.
  • the task here is how a sequence of driving maneuvers to be carried out automatically by the motor vehicle can be specified and/or changed by a worker on site as easily as possible.
  • beacons for bi-directional communication with other beacons to exchange context-dependent travel information to support the autonomous operation of the vehicle.
  • the travel information can include instructions for action, such as an advantageous detour if there is a roadblock due to an accident or a roadblock.
  • Such instructions for action can be preset or pre-programmed and can already be found in a beacon or in the operating system of the autonomous vehicle, or can be made available to the autonomous vehicle.
  • a disadvantage of the beacons used is that they are usually difficult to handle for workers on site due to the lack of expert knowledge, e.g. B. in a construction area the beacons to changed conditions, z. B. to change the route and the preferential instructions to adapt.
  • radar reflectors for reflecting radar radiation for radar applications are known from the prior art, ie devices that have a particularly strong echo signal produce.
  • radar reflectors can have at least one reflection element, which can be rotated about a central axis of the radar reflector, for reflecting radar radiation.
  • the known radar reflectors are indeed robust and are characterized by a simple handling environment, but are generally less suitable for specifying more complex instructions for automated driving maneuvers to be carried out by motor vehicles.
  • the object of the invention is therefore to provide an improved technology that can be easily adapted to the local conditions and by means of which radar signals can be transmitted to a motor vehicle, preferably for the automated operation of the motor vehicle.
  • a radar reflector for reflecting radar radiation which comprises at least one reflection element, which can be rotated about a central axis of the radar reflector, for reflecting radar radiation. At least part of the radar radiation incident on the radar reflector is reflected or thrown back by the reflection element, which can be rotated about the central axis.
  • the reflection element can have a suitable reflecting surface, for example, with a surface material or a coating that preferably has a higher degree of reflection than the surface of the other components of the radar reflector.
  • the radar reflector also includes an adjustment device for changing and/or parameterizing a characteristic of a radar echo of the radar reflector, by means of which at least one of the following parameters can be changed: an angular velocity w of a rotational movement of the at least one reflection element about the central axis, an effective reflecting surface s of the at least one reflection element for radar radiation, and a mounting position p of the at least one reflection element relative to the central axis.
  • radar echo means the radiation reflected by the radar reflector.
  • the fastening position p of the at least one reflection element relative to the central axis can include the radial distance of the at least one reflection element relative to the central axis and/or a position of the reflection element in the axial direction of the central axis.
  • the adjustment device is designed so that with a current value of at least one of the parameters w, s and p can be changed in the setting device in order in this way to change a characteristic of the radar echo generated by the radar reflector in response to incident radar radiation.
  • a changed characteristic of the radar echo means that the signal characteristic, ie the signal properties of the radar echo have changed from the point of view of a receiver of the radar echo, even if the emitted radar radiation or the radar radiation impinging on the radar reflector has remained unchanged.
  • a characteristic reflection behavior can thus be generated by means of different values of w, s and p by means of the setting device.
  • Such a radar reflector whose characteristic radar echo can be changed, is particularly advantageous in order to use the radar echo generated to specify instructions, preferably driving maneuver commands, for the automated operation of motor vehicles if a specific characteristic radar echo is assigned a predetermined instruction, preferably driving maneuver command, on the vehicle side.
  • the motor vehicle can be designed to automatically carry out a predetermined sequence of driving maneuvers, in particular as a function of received radar echoes.
  • d. H. are coded by the respectively set values of the parameters w, s and p and the correspondingly generated characteristic of the radar echo.
  • the radar reflector is preferably a mobile, z. B. portable or mobile running radar reflector, which facilitates positioning at different locations.
  • the radar reflector is preferably a passive radar reflector.
  • At least two of the parameters w, s and p can be changed by means of the setting device in order to change and/or parameterize the characteristic of the radar echo of the radar reflector.
  • All three parameters w, s and p can preferably be changeable in order to change and/or parameterize the characteristic of the radar echo of the radar reflector.
  • a specific value tuple of the parameters w, s and p is assigned to a specific characteristic radar echo that can be set by means of the setting device.
  • a characteristic reflection behavior can be generated by different values of w, s and p. In this way, a particularly large Generate a number of different characteristic radar echoes using relatively simple design measures, which reduces the technical effort.
  • the setting device can comprise a number of setting components, each of which is provided for setting one of the parameters w, s and p.
  • a radial distance of the at least one reflection element from the central axis can be adjusted by means of the adjustment device in order to adjust the fastening position p.
  • the radial distance of the reflecting element influences the radar echo generated by the radar reflector.
  • the setting device for setting the radial distance can have at least one support arm extending in the radial direction relative to the central axis.
  • the radial direction is a direction perpendicular to the central axis direction.
  • the support arm can be designed as a telescopic arm and carry the reflection element at its free end. It is conceivable, for example, that the telescopic arm can be locked in certain extension positions.
  • the reflection element can be mounted so that it can be displaced in the radial direction on the support arm.
  • the reflection element can be mounted, for example, in a lockable guide rail on the support arm.
  • a position in the axial direction of the central axis of the at least one reflection element can be set using the setting device.
  • the adjusting device is designed to change a relative distance between the reflection elements and one another in the axial direction of the central axis. This leads to an easily recognizable change in the radar echo characteristic generated by the radar reflector.
  • the adjustment device for adjusting the position in the axial direction of the central axis can have a guide mechanism, by means of which the at least one reflection element is movably mounted along the central axis.
  • the guide mechanism can be designed as a guide rail or carriage along which or in which the at least one reflection element can be locked in different positions. The setting of different characteristic radar echoes is thus made possible in a structurally simple manner.
  • the adjustment device can include a plurality of insertion, latching and/or clamping positions along the central axis, to which the at least one reflection element can be selectively attached directly or indirectly.
  • the plug-in, locking and / o the terminal positions can, for. B. via clamping screws, locking pins, locking pins be reali Siert, which engage in corresponding holes, threaded holes, etc. and set the min at least one reflective element along the central axis. The setting of different characteristic radar echoes is thus made possible in a structurally simple manner.
  • the radar reflector can also have a drive motor for generating a rotation of the at least one reflection element about the central axis.
  • the drive motor can, for. B. be designed as an electric motor.
  • the setting device can have an operating element or an operating interface for controlling the drive motor, by means of which or via which the angular velocity w can be set continuously or in steps.
  • the control element can be designed, for example, as a toggle switch or rotary knob.
  • the operating element preferably has a scale, by means of which the angular velocity caused at the reflection element or the characteristic of the radar echo caused or the transmitted driving maneuver command can be read off. This further simplifies the adjustment and generation of the desired radar echo.
  • the concept of effective reflecting surface s is used in analogy to the concept of radar cross section, which is also widely used in radar technology, and designates the effective surface for reflecting incoming radar radiation.
  • the effective reflecting surface depends, for example, on the size of the reflecting surface of the reflective element, its surface material and coating, or the geometric alignment of the reflecting surface in relation to the incident radar radiation.
  • the adjustment device is also designed and/or has means for changing the effective reflecting surface s in a targeted manner in order in this way to be able to change the characteristics of the radar echo.
  • the setting device for setting the effective reflecting surface s can comprise a holder, by means of which a pivoting position of the reflection element can be changed about the radial direction.
  • the Re flexion element z. B. be brought from a substantially vertical position with respect to a Ra dialebene in a tilted position in which the effective reflecting surface s is smaller.
  • the bracket can z. B. be designed as a lockable angle hinge.
  • the setting device for setting the effective reflecting surface s can comprise a covering cap for selective attachment to a reflecting surface of the reflection element, by means of which part of the reflecting surface can be covered.
  • the covering cap is made of a material that does not reflect radar radiation, or at least reflects it more weakly than the reflecting surface of the reflecting element, so that the effective reflecting surface of the reflecting element becomes smaller overall.
  • the cover cap can be attached to the reflecting surface, for example, by means of snap fasteners or Velcro. This aspect enables a particularly simple, constructive embodiment of the proposed radar reflector and in this respect has cost advantages.
  • the setting device for setting the effective reflecting surface s can comprise a plurality of reflection elements with different effective reflecting surfaces s.
  • these can be designed with differently sized reflecting surfaces or reflecting surfaces made of different materials and can be mounted interchangeably on the radar reflector. In this way, a particularly rapid adjustment of the characteristic of the radar echo is made possible.
  • the radar reflector can comprise a base body which can be rotated about the central axis of the radar reflector and at least one support arm which is fastened to the base body and extends in the radial direction relative to the central axis and which carries the reflection element.
  • the body can z. B. cylinder, post or pylon-shaped. This further simplifies the structure of the radar reflector.
  • the central axis is particularly preferably a vertical axis. An embodiment as a horizontal axis is also possible, for example.
  • a plurality of support arms can be attached to the base body, each carrying a reflection element, preferably the support arms, viewed in the circumferential direction of the base body, are arranged equidistantly from one another.
  • the support arms can be distributed evenly over the circumference of the base body. This can increase the signal strength of the radar echo.
  • exactly two support arms can be attached to the base body, each carrying a reflection element.
  • the support arms can preferably be offset from one another by 180° as seen in the circumferential direction of the base body and can therefore be arranged opposite one another in relation to the central axis.
  • the adjustment device can be designed in such a way that an axial distance between the support arms can be changed in the direction of the central axis.
  • a distance between the support arms as seen from one another in the circumferential direction of the base body can be variably adjusted so that these z. B. instead of 180 ° offset from each other, only 90 ° offset from each other are arranged. The setting of different characteristic radar echoes is thus made possible in a structurally simple manner.
  • the adjustment device for setting the axial spacing of the support arms can have a guide mechanism, by means of which the support arms are movably mounted along the central axis.
  • the guide mechanism can be designed as a guide rail or guide carriage, along which the at least one reflection element can be locked in different positions. The setting of different characteristic radar echoes is thus made possible in a structurally simple manner.
  • the adjustment device for adjusting the axial spacing and/or the spacing of the support arms from one another in the circumferential direction of the base body can comprise a number of plug-in, latching and/or clamping positions along the central axis and/or in the circumferential direction of the base body, at which the support arms are selectively attachable. In this way, a particularly rapid adjustment of the characteristic of the radar echo is made possible.
  • the radar reflector can have markings, which are provided on the base body at different positions in the axial direction and/or on the at least one support arm at different positions in the radial direction, for marking selectively adjustable positions of the reflection elements by means of the at least one support arm.
  • the selectively adjustable positions can also z. B. certain characteristics of the radar echo can be set so that they are assigned certain driving maneuver commands, which z. B. can be documented by an accompanying manual. This advantageously enables the characteristic radar echo to be changed particularly quickly and easily.
  • the radar reflector can also have an at least partially evacuated housing, preferably a tube, more preferably a plastic tube, which encloses the base body, the at least one support arm and the at least one reflection element.
  • the concept of partial evacuation means that the air pressure inside the enclosure is lower than the atmospheric pressure outside the enclosure. The operation of the radar reflector is therefore low-resistance and is protected from environmental influences, which reduces the susceptibility to errors.
  • the radar reflector can also have a photovoltaic module arranged on a rear side of the at least one reflection element or on the housing for the power supply of the radar reflector.
  • the photovoltaic module can be designed in a manner known per se to convert solar energy into electrical current to supply energy to the radar reflector.
  • the radar reflector can also have a communication interface for wireless data communication, the setting device being designed to change the angular velocity w and/or switch off the radar reflector depending on a control command received via the communication interface.
  • the control command can be converted into control voltages for the drive motor designed as an electric machine by means of the communication interface and cause a change in the angular velocity. This simplifies the operation of the setting device.
  • the proposed radar reflector offers the advantage that the characteristic radar echo can be changed or adapted by means of simple design measures or adjustments to the operating parameters of the radar reflector. In this respect, the adaptation does not require any expert knowledge.
  • the proposed radar reflector is therefore particularly advantageous for use in environments where the local conditions testify short-term adjustments to the automated operation of motor vehicles require, such as in construction areas, with driving maneuver commands for the motor vehicle are to be specified by means of radar reflectors.
  • a plurality of radar reflectors which are basically of the same structural design, it is possible to use the targeted Setting the above parameters, e.g. B. can also implement a complex path over a plurality of radar reflectors lined up one after the other.
  • the radar reflectors which are identical in their basic configuration, offer advantages in terms of manufacturing costs compared to radar reflectors with different designs. Overall, there is a significantly reduced technical effort in the implementation and adaptation of automated operation of motor vehicles.
  • a system for controlling automated operation of a motor vehicle is provided.
  • the system includes at least one radar reflector as described in this document, i. H. comprising an adjustment device for changing and/or parameterizing a characteristic of a radar echo of the radar reflector.
  • the system also includes a motor vehicle that has a radar sensor and is designed to automatically carry out a predetermined sequence of driving maneuvers that can be predetermined at least in part by a received radar echo.
  • the radar sensor can z. B. be designed to send radar radiation and receive a radar echo and z. B. to a control device of the motor vehicle.
  • the motor vehicle is also designed to receive a radar echo from the at least one radar reflector, e.g. B. by means of the radar sensor, and to determine a characteristic of the radar echo, z. B. by evaluating and comparing the received radar echo with stored parameters.
  • a radar echo from the at least one radar reflector, e.g. B. by means of the radar sensor, and to determine a characteristic of the radar echo, z. B. by evaluating and comparing the received radar echo with stored parameters.
  • the motor vehicle is also designed to identify the radar reflector using an association stored in a database between different characteristics of the radar echo and associated identifiers for identifying the radar reflector.
  • the motor vehicle can be designed to select a driving maneuver from a set of predetermined driving maneuvers and to carry it out automatically as a function of the identification of the radar reflector.
  • the automated operation of the motor vehicle can be achieved simply by lining up the driving maneuver commands.
  • a characteristic reflection behavior can be generated by different values of w, s and p, which can be set using the setting device on the radar reflector.
  • the motor vehicle can be designed to determine at least one of the following variables to determine the characteristic of the radar echo based on the received radar echo: a change over time, preferably a so-called flashing, of the radar echo, a tan measured using the Doppler effect gential speed amount of the at least one reflection element, a degree of reflection or an effective reflecting surface s of the radar reflector, and a tangential speed difference of the reflection elements measured via the Doppler effect.
  • the change in the radar echo over time and a tangential velocity value of the at least one reflection element measured via the Doppler effect depends, for. B. from the angular velocity w of the rotational movement of the at least one reflection element about the central axis.
  • a changed effective reflecting surface s of at least one reflection element can be detected via the power density received by the radar sensor of the motor vehicle.
  • Blinking can e.g. B. denote an increase and decrease in the strength of the radar echo.
  • FIG. 1 shows a system for controlling automated operation of a motor vehicle according to one embodiment
  • FIG. 2 shows a radar reflector according to a first embodiment
  • FIG. 3 shows a partial view of a radar reflector according to a further embodiment
  • FIG. 4 shows a radar reflector according to a further embodiment
  • FIG. 5 shows a radar reflector according to a further embodiment
  • FIG. 6 shows a radar reflector according to a further embodiment.
  • FIG. 2 shows a highly schematic representation of a radar reflector 1 for reflecting radar radiation according to a first embodiment.
  • the reference numeral 1 designates a radar reflector in all the embodiments of FIGS. 2 to 6, which is designed differently depending on the embodiment and variant.
  • the radar reflector 1 comprises a base body 19 which can be rotated about a central vertical axis 4 of the radar reflector 1, two support arms 8 which are fixed in a torque-proof manner to the base body 19 and extend in a radial direction 100 relative to the central axis 4, each of which has a reflection element 5 at its free end for carry radar radiation.
  • the reflection element 5 can also be referred to as a radar reflector wing.
  • the support arms 8 and the reflection elements 5 are - seen in the circumferential direction of the base body 19 - arranged equidistant to each other, d. H. 180 ° from each other and thus arranged in relation to the central axis 4 ge opposite.
  • a mounting position p of the reflection elements 5 relative to the central axis 4 is determined by the radial distance 10 of the reflection elements 5 to the central axis 4 and by the axial position, i. H. the position in the axial direction 200 of the reflection elements 5, in particular by the relative axial distance 11 in the axial direction 200 of the two reflection elements 5 to one another.
  • the base body 19 is in drive connection with a drive motor 15, z. B. an electric motor, via which the base body and thus the radar reflector 1 can be rotated about the central vertical axis 4 w denotes the angular velocity of the rotational movement about the axis 4.
  • the reflection elements 5 are designed to reflect radar radiation 2 and have a material suitable for reflecting radar radiation.
  • the extent to which incoming radar radiation 2 is reflected back by the reflection elements 5 depends on the effective reflecting surface s of the reflection elements 5 .
  • the effective reflecting surface s is used in analogy to the term radar cross section, which is widespread in radar technology.
  • the effective reflecting surface s depends, among other things, on the size of the side surfaces and their surface material or coating.
  • the characteristic reflection behavior of the radar reflector 1, i. H. the characteristic of the radar echo depends on the values of the parameters w, s and p.
  • B. the characteristic reflection values of the reflection elements 5 the strength of the radar echo.
  • the radar echo received by a radar sensor is also influenced by the geometric arrangement p of the reflection elements 5, i. H. the mounting position p of the reflection elements 5 relative to the central axis, e.g. B. the axial distance 11 and/or the radial distance 11 of the reflection elements 5.
  • the characteristic change in the reflection values over time also depends on the angular velocity w, with which the effective radar cross section changes through the Rotational movement about the axis 4 changes over time.
  • the reference numerals 6 and 9 in Figure 2 designate the tangential speeds of the two reflection elements 5.
  • the values of the rotational speed w, the effective reflecting surface s, the fastening position p, the axial distance 11 and the radial distance 11 of the reflection elements 5 thus lead to a characteristic reflection behavior, ie a characteristic radar echo, of the radar reflector 1.
  • a characteristic reflection behavior ie a characteristic radar echo
  • a motor vehicle 23 with a radar sensor 24 can thus, by evaluating the received radar echo 3 (cf. representation in Figure 1) decorate a specific radar reflector 1 based on its characteristic reflection behavior identifi when in the vehicle, z. B.
  • a corresponding assignment between an identifier of the radar reflector 1 and the radar reflector 1 associated characteristic radar echoes 3 was previously stored, which is described in more detail below in connection with FIG. It has already been stated above that a special feature of the radar reflector 1 according to the invention is that the characteristic of the radar echo 3 of the radar reflector 1 can be changed in a targeted manner.
  • the radar reflector 1 includes an adjustment device 7, by means of which at least one of the following parameters w, s and p can be changed.
  • the setting device 7 can comprise several embodiments or setting components 7a, 7b, 7c and 7d, which are each provided for setting one of the parameters w, s and p.
  • the adjusting device 7 shown in the figures can comprise one, several or all of the embodiments 7a, 7b, 7c and 7d.
  • the relative distance 11 between the two reflection elements 5 in the axial direction 200 can be changed by means of the adjusting device 7a, here z. B. by adjusting the position in the axial direction 200 of the right-hand reflection element 5.
  • the radial distance 10 of the two reflection elements 5 from the central axis 4, i. H. the position of the reflection elements 5 in the radial direction 100, can be changed, this being shown in FIG. 2 for the sake of clarity only for the right-hand reflection element 5.
  • the angular velocity w of the rotational movement of the reflection elements 5 can be set by means of the setting device 7c.
  • the setting device 7c includes a control element 16 for controlling the drive motor 15 in order to set the angular velocity w of the rotational movement of the reflection elements 5, e.g. B. gradually adjust.
  • a pivoting position of the two reflection elements 5 about the radial direction 100 can be changed by means of the adjusting device 7d, this being shown in FIG. 2 again only for the left-hand reflection element 5 for the sake of better clarity.
  • FIGS 3 to 6 show schematic representations of further variants of the radar reflector 1.
  • the adjusting device 7b is designed here, for example, as a telescopic arm 12 in order to form the support arms 8 of the reflection elements 5 .
  • the radar reflector 1 can be identified on the basis of the tangential speed value 9 .
  • the first embodiment of the setting device 7d includes a holder 17 with which the reflection elements are pivotally mounted on one of the support arms 8.
  • the pivoting position of the reflection elements 5 can be changed about the radial direction 100.
  • the effective area for reflecting the incident radar radiation 2 changes.
  • the effective reflecting area s can thus be changed via the pivoting angle.
  • the holder 17 can include a lock in order to fix the reflection elements 5 in the desired pivoted position.
  • the second embodiment of the adjustment device 7d includes a covering cap 18 which can be attached to the reflection element 5 as desired.
  • the cover cap 18 is detachably attached to the right-hand reflection element 5 here.
  • the cap 18 has an upper surface that reflects radar radiation 2 less than the reflecting surface of the right-hand reflective element 5.
  • Targeted adjustment of the pivoting position of the reflection elements 5 and/or application of the cover caps 18 to the two reflection elements 5 can thus be used to generate characteristic radar echoes 3 for identifying the radar reflector 1 .
  • holder 17 and the covering cap 18 in FIG. 4 are only shown on one of the reflection elements 5 for the sake of better clarity.
  • a holder 17 for changing the pivoting position can be provided on both reflection elements 5 in each case.
  • the holders 17 and the covering caps 18 can be used both together and individually.
  • Fig. 5 illustrates another possible embodiment of the setting device 7 for setting an axial distance 11 between the reflection elements 5.
  • the adjustment device 7a has the guide mechanism 13, e.g. B. a guide rail by means of which the right-hand reflection element 5 is mounted displaceably along the central axis 4 of the sector 1 Radarreflek.
  • the setting device 7a alternatively or additionally includes a plurality of plug-in, latching and clamping positions 14 along the central axis 4, to which the at least one reflection element 5 can be selectively attached directly.
  • FIG. 6 shows a further embodiment of the radar reflector 1.
  • the radar reflector 1 has a housing 20 which encloses the base body 19, the two support arms 8 and the reflection elements 5, is transparent to radar radiation 2 and is at least partially evacuated and is designed as a plastic tube.
  • the inner volume of the order housing 20 has a lower air pressure compared to the environment. The operation of the radar reflector 1 can thus be particularly low-resistance and protects against environmental influences.
  • a photovoltaic module 21 for supplying power to the radar reflector 1 is arranged on the housing 20 .
  • Photovoltaic module 21 is designed in a manner known per se for converting solar energy into electricity and is used for self-sufficient power supply to drive motor 15, which is designed as an electrical machine.
  • the setting device 7c for changing the angular velocity w includes a wireless communication data interface 22, which is designed to receive control commands for controlling the drive motor 15 and thus for setting the angular velocity w. Furthermore, the radar reflector 1 can be switched on and off by means of the adjustment device 7c.
  • the exemplary embodiments of the radar reflector 1 described above are thus characterized in that means are provided in the form of the setting device 7 by means of which the characteristic of the radar echo 3 of the radar reflector 1 can be changed in a targeted manner by a value tuple of the parameters w, s and p is changed.
  • Such a radar reflector 1 is advantageously used in systems for controlling automated operation of a motor vehicle 23. This is described in FIG. 1 by way of example.
  • Figure 1 shows a system 25 for controlling an automated operation of a Motor vehicle 23 according to one embodiment, wherein radar reflectors 1, T as described above are used.
  • radar radiation 2 is reflected by a radar reflector 1, T, generating characteristic radar echoes 3, 3'.
  • the radar echoes 3, 3' are used on the vehicle side in a motor vehicle 23 designed for automated operation, e.g. B. driving maneuvers for automated operation of the motor vehicle 23 are derived.
  • a specific characteristic Ra darecho 3 stands for a specific driving maneuver that is to be carried out automatically by the motor vehicle 23 . The assignment as to which characteristic radar echo 3 corresponds to which driving maneuver has been stored in motor vehicle 23 beforehand.
  • the assignment is z. B. also documented in the form of a work manual, based on which a worker of the z. B. on a construction site the motor vehicle 23 wants to specify a certain sequence of driving maneuvers, can determine how he must adjust the radar reflectors 1, T by means of the adjusting device 7 so that they each produce a specific characteristic cal reflection behavior that corresponds to the driving maneuver command, the the worker wants to pretend.
  • a specific value tuple of the parameters w, s and p can be assigned to a specific driving maneuver command. Accordingly, the worker can use the radar reflector 1 based on specific specifications using the adjustment device 7, z. B.
  • the automated operation of the motor vehicle 23 is in this respect at least partially (remotely) controlled by the radar reflectors 1, 1' set up in a specific order.
  • a desired route and behavior of the motor vehicle 23 can be specified in this way simply by setting up such mobile radar reflectors 1, T and can also be changed and adapted quickly and easily by changing the setup and/or the characteristic radar echo 3, 3'.
  • the system 25 comprises only two radar reflectors 1, T, merely as an example. These differ in that they have been set to different value tuples of the parameters w, s and p by means of the setting device, so that these different characteristic radar echoes 3, 3' generate.
  • the system 25 also includes a motor vehicle 23, which has a radar sensor 24 and is designed to automatically carry out a predefined sequence of driving maneuvers.
  • the driving maneuvers are at least partially specified by the radar echoes 3, 3' of the radar reflectors 1, T. This means that the motor vehicle 23 is designed to carry out a correspondingly assigned driving maneuver when it receives a specific radar echo 3, 3'.
  • the radar sensor 24 is designed to transmit radar radiation 2 and to receive radar echoes 3, 3'. In the embodiment shown, the radar radiation 2 is thrown back by way of example from radar reflector 1 in a characteristic manner, generating the radar echo 3 .
  • the radar sensor 24 is also designed to transmit the received radar echo 3 to a control device 26 of the motor vehicle 23 .
  • the control device 26 is designed to determine a characteristic of the radar echo 3 .
  • control device 26 can determine at least one of the following variables: a change over time, preferably blinking, in radar echo 3, a tangential velocity value of the at least one reflection element measured using the Doppler effect 5, a degree of reflection or an effective reflecting area s of the radar reflector, and a tangential speed difference of the reflecting elements 5 measured via the Doppler effect.
  • a change over time preferably blinking
  • a degree of reflection or an effective reflecting area s of the radar reflector a degree of reflection or an effective reflecting area s of the radar reflector
  • a tangential speed difference of the reflecting elements 5 measured via the Doppler effect are influenced by different values of w, s and p.
  • the assignment between different characteristics of the radar echoes 3, 3' and identifiers of the radar reflectors 1, T and/or direct driving maneuvers is stored in a database.
  • the control device 26 uses the received radar echo 3 and the assignment stored in the database to identify the radar reflector 1 . In the example shown, the control device 26 assigns the radar echo 3 to the radar reflector 1 .
  • the motor vehicle 23 is designed to select a driving maneuver from a set of predetermined driving maneuvers as a function of the identification of the radar reflector 1, V and to carry it out automatically.
  • the motor vehicle 23 first approaches the radar reflector 1 and, in the manner described above, derives a driving maneuver for automated operation.
  • driving maneuver z. B. certain, with the motor vehicle 23 itself or with attachments or ancillary units of the motor vehicle 23 are understood by feasible standard maneuvers, preferably instructions for driving maneuvers, for local navigation and traffic sign information.
  • the associated driving maneuver is selected and carried out by the motor driving tool 23 from the infection of the radar reflector 1 only by way of example, driving tangentially past the radar reflector 1 .
  • the motor vehicle 23 By driving tangentially past the radar reflector 1, the motor vehicle 23 approaches the radar reflector V.
  • the motor vehicle 23 receives a radar echo 3', the characteristics of which differ from the characteristics of the previously received radar echo 3.
  • the motor vehicle 23 recognizes that the radar echo 3' is being reflected by another radar reflector V, here the radar reflector 3', or that another driving maneuver must now be carried out for automated operation.
  • the derived driving maneuver causes the motor vehicle 23 to initiate cornering, merely by way of example.
  • motor vehicle 23 could accordingly come into the vicinity of another radar reflector V (not shown here) and derive the next driving maneuver from its identification, etc.
  • the sequential sequence of derived driving maneuvers results in fully automated operation of motor vehicle 23 in the exemplary embodiment shown
  • a worker on a construction site can thus specify a sequence of desired driving maneuvers by sequentially setting up several radar reflectors 1, 1', which are then carried out by a correspondingly equipped motor vehicle 23.
  • control device 100 radial direction 200 axial direction

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Radarreflektor (1) zur Reflexion von Radarstrahlung (2), umfassend mindestens ein um eine zentrale Achse (4) des Radarreflektors (1) rotierbares Reflexionselement (5) und eine Einstelleinrichtung (7) zur Veränderung und/oder Parametrisierung einer Charakteristik eines Radarechos (3) des Radarreflektors (1). Mittels der Einstelleinrichtung (7) ist zumindest einer der folgenden Parameter veränderbar: eine Winkelgeschwindigkeit ω einer Rotationsbewegung des mindestens einen Reflexionselements (5) um die zentrale Achse (4), eine effektive Rückstrahlfläche  des mindestens einen Reflexionselements (5) und eine Befestigungsposition p des mindestens einen Reflexionselements (5) relativ zur zentralen Achse (4). Die Erfindung umfasst ferner ein System zur Steuerung eines automatisierten Betriebs eines Kraftfahrzeugs, mit mindestens einem solchem Radarreflektor und ein Kraftfahrzeug (23), das einen Radarsensor (24) aufweist und ausgebildet ist, eine vorgegebene Abfolge von Fahrmanövern in Abhängigkeit einer erfassten Charakteristik des Radarechos des Radarreflektors automatisiert durchzuführen.

Description

Radarreflektor zur Reflexion von Radarstrahlung und System zur Steuerung eines automatisierten Betriebs eines Kraftfahrzeugs
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Radarreflektor zur Reflexion von Radarstrahlung und ein System zur Steuerung eines automatisierten Betriebs eines Kraftfahrzeugs, umfassend mindestens einen solchen Radarreflektor und das Kraftfahrzeug.
Aus der Praxis sind Kraftfahrzeuge, beispielsweise Nutzfahrzeuge, bekannt, die ausgebildet sind, eine fest vorgegebene Abfolge von Fahrmanövern automatisiert durchzuführen. Derar tige automatisiert betriebene Nutzfahrzeuge kommen vorwiegend in einem vom allgemeinen Straßenverkehr abgetrennten Bereich zum Einsatz, beispielsweise in einem Baustellenbe reich. Insbesondere in diesen Baustellenbereichen kann es notwendig sein, die Straßenfüh rung kurzfristig zu ändern. Hierbei stellt sich die Aufgabe, wie eine vom Kraftfahrzeug automa tisiert durchzuführende Abfolge von Fahrmanövern durch einen Arbeiter vor Ort möglichst ein fach vorgegeben und/oder geändert werden kann.
Aus dem Stand der Technik ist ferner bekannt, den fahrerunabhängigen Betrieb von Fahrzeu gen, insbesondere bei der Durchfahrt von Streckenabschnitten erhöhter Unfallgefahr, durch am Straßenrand positionierte Funkbaken zu unterstützen. In diesem Zusammenhang be schreibt das Dokument US 2018/0335781 A1 ein mit einer Bake ausgestattetes, autonom be treibbares Fahrzeug zur bi-direktionalen Kommunikation mit anderen Baken zum Austausch von kontextabhängiger Reiseinformation zur Unterstützung des autonomen Betriebs des Fahr zeugs. Die Reiseinformation kann Handlungsanweisungen umfassen, wie beispielsweise eine vorteilhafte Umfahrung, wenn eine Straßensperre aufgrund eines Unfalls oder einer Straßen blockade vorliegt. Solche Handlungsanweisungen können voreingestellt oder vorprogrammiert sein und sich bereits in einer Bake oder im Betriebssystem des autonomen Fahrzeugs befin den oder können dem autonomen Fahrzeug zur Verfügung gestellt werden. Nachanteilig an den verwendeten Baken ist, dass diese für Arbeiter vor Ort in der Regel aufgrund des fehlen den Expertenwissens schwierig zu handhaben sind, um z. B. in einem Baustellenbereich die Baken an geänderte Verhältnisse, z. B. zur Änderung der Streckenführung und der vorzuge benden Handlungsanweisung, anzupassen.
Ferner sind aus dem Stand der Technik Radarreflektoren zur Reflexion von Radarstrahlung für Radaranwendungen bekannt, d.h. Vorrichtungen, die ein besonders starkes Echosignal erzeugen. Radarreflektoren können hierzu mindestens ein um eine zentrale Achse des Radar reflektors rotierbares Reflexionselement zur Reflektion von Radarstrahlung aufweisen. Die be kannten Radarreflektoren sind zwar robust und zeichnen sich durch eine einfache Handha bung aus, sind jedoch in der Regel zur Vorgabe von komplexeren Handlungsanweisungen für automatisiert durchzuführende Fahrmanöver von Kraftfahrzeugen weniger gut geeignet.
Die Aufgabe der Erfindung ist daher, eine verbesserte und einfach an die örtlichen Gegeben heiten anpassbare Technik bereitzustellen, mittels derer einem Kraftfahrzeug Radarsignale übermittelt werden können, vorzugsweise für den automatisierten Betrieb des Kraftfahrzeugs.
Diese Aufgaben werden durch einen Radarreflektor und das System mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Anwendungen der Er findung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und werden in der folgenden Beschrei bung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
Gemäß einem ersten allgemeinen Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Radarreflektor zur Reflexion von Radarstrahlung bereitgestellt, der mindestens ein um eine zentrale Achse des Radarreflektors rotierbares Reflexionselement zur Reflektion von Radarstrahlung umfasst. Durch das um die zentrale Achse rotierbare Reflexionselement wird zumindest ein Teil der auf den Radarreflektor einfallenden Radarstrahlung reflektiert bzw. zurückgeworfen. In an sich be kannter Weise kann das Reflexionselement dazu beispielsweise eine geeignete Rückstrahl fläche aufweisen, mit einem Oberflächenmaterial oder einer Beschichtung, die vorzugsweise einen im Vergleich zur Oberfläche der weiteren Komponenten des Radarreflektors höheren Reflexionsgrad aufweist.
Der Radarreflektor umfasst ferner eine Einstelleinrichtung zur Veränderung und/oder Para metrisierung einer Charakteristik eines Radarechos des Radarreflektors , mittels derer zumin dest einer der folgenden Parameter veränderbar ist: eine Winkelgeschwindigkeit w einer Ro tationsbewegung des mindestens einen Reflexionselements um die zentrale Achse, eine ef fektiven Rückstrahlfläche s des mindestens einen Reflexionselements für Radarstrahlung, und eine Befestigungsposition p des mindestens einen Reflexionselements relativ zur zentralen Achse. Unter dem Begriff des Radarechos wird die von Radarreflektor reflektierte Strahlung verstanden. Die Befestigungsposition p des mindestens einen Reflexionselements relativ zur zentralen Achse kann den radialen Abstand des mindestens einen Reflexionselements relativ zur zentralen Achse und/oder eine Position des Reflexionselements in Achsrichtung der zent ralen Achse umfassen. Anders ausgedrückt ist die Einstelleinrichtung so ausgebildet, dass mit der Einstelleinrichtung ein aktueller Wert mindestens eines der Parameter w, s und p verän derbar ist, um auf diese Weise eine Charakteristik des vom Radarreflektor in Reaktion auf einfallende Radarstrahlung erzeugten Radarechos zu verändern. Eine veränderte Charakte ristik des Radarechos bedeutet, dass sich die Signalcharakteristik, d. h. sich die Signaleigen schaften des Radarechos aus Sicht eines Empfängers des Radarechos geändert haben, auch wenn die ausgesendete Radarstrahlung bzw. die auf den Radarreflektor eintreffende Radar strahlung unverändert geblieben ist. Durch verschiedene Werte von w, s und p ist somit mittels der Einstelleinrichtung ein charakteristisches Reflexionsverhalten erzeugbar.
Ein solcher Radarreflektor, dessen charakteristisches Radarecho veränderbar ist, ist beson ders vorteilhaft, um mittels dem erzeugten Radarecho Handlungsanweisungen, vorzugsweise Fahrmanöverbefehle, für den automatisierten Betrieb von Kraftfahrzeugen vorzugeben, wenn fahrzeugseitig einem bestimmten charakteristischen Radarecho jeweils eine vorbestimmte Handlungsanweisung, vorzugsweise Fahrmanöverbefehl, zugeordnet ist. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug ausgebildet sein kann, eine vorgegebene Abfolge von Fahrmanövern auto matisiert durchzuführen, insbesondere in Abhängigkeit von empfangenen Radarechos.
Mit einem einzigen erfindungsgemäßen Radarreflektor können nämlich wahlweise mehrere unterschiedliche Handlungsanweisungen, vorzugsweise Fahrmanöverbefehle, indirekt vorge ben werden, d. h. durch die jeweils eingestellten Werte der Parameter w, s und p und die entsprechend erzeugte Charakteristik des Radarechos kodifiziert werden.
Der Radarreflektor ist vorzugsweise ein mobiler, z. B. tragbar oder verfahrbar ausgeführter Radarreflektor, was die Positionierung an unterschiedlichen Einsatzorten erleichtert. Der Ra darreflektor ist vorzugsweise ein passiver Radarreflektor.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform können mittels der Einstelleinrichtung mindestens zwei der Parameter w, s und p zur Veränderung und/oder Parametrisierung der Charakteristik des Radarechos des Radarreflektors veränderbar sein. Dies erhöht die Anzahl der erzeugbaren unterschiedlichen Radarecho-Charakteristiken. Vorzugsweise können alle drei Parameter w, s und p zur Veränderung und/oder Parametrisierung der Charakteristik des Radarechos des Radarreflektors veränderbar sein. Einem bestimmten, mittels der Einstellein richtung einstellbaren charakteristischen Radarecho ist dabei ein bestimmtes Werte-Tupel der Parameter w, s und p zugeordnet. Durch verschiedene Werte von w, s und p ist ein charakte ristisches Reflexionsverhalten erzeugbar. Auf diese Weise lassen sich eine besonders große Anzahl an verschiedenen charakteristischen Radarechos mittels relativ einfacher konstruktiver Maßnahmen erzeugen, was den technischen Aufwand reduziert.
Die Einstelleinrichtung kann mehrere Einstellkomponenten umfassen, die jeweils zur Einstel lung einer der Parameter w, s und p vorgesehen sind.
In einer Ausführungsform ist zur Einstellung der Befestigungsposition p ein radialer Abstand des mindestens einen Reflexionselements zur zentralen Achse mittels der Einstelleinrichtung einstellbar. Der radiale Abstand des Reflexionselements beeinflusst das vom Radarreflektor erzeugte Radarecho. Gemäß einer Weiterbildung des letztgenannten Aspekts kann die Ein stelleinrichtung zur Einstellung des radialen Abstands mindestens einen sich in radialer Rich tung gegenüber der zentralen Achse erstreckenden Tragarm aufweisen. Die radiale Richtung ist eine Richtung, die senkrecht zur Richtung der zentralen Achse verläuft.
Der Tragarm kann als Teleskoparm ausgeführt sein und an seinem freien Ende das Reflexi onselement tragen. Es ist beispielsweise denkbar, dass der Teleskoparm in bestimmten Aus schubpositionen arretierbar ist. Zusätzlich oder alternativ dazu kann das Reflexionselement auf dem Tragarm in radialer Richtung verschieblich gelagert sein. Dazu kann das Reflexions element beispielsweise in einer arretierbaren Führungsschiene auf dem Tragarm gelagert sein. Die beiden letztgenannten Alternativen stellen konstruktiv besonders einfache, und damit kostengünstige und fehlerunanfällige, Realisierungen der Einstelleinrichtung dar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zur Einstellung der Befestigungsposition p eine Position in Achsrichtung der zentralen Achse des mindestens einen Reflexionselements mit tels der Einstelleinrichtung einstellbar. In einer weiteren Ausführungsform, bei der der Radar reflektor mindestens zwei Reflexionselemente aufweist, ist die Einstelleinrichtung ausgebildet, einen Relativabstand der Reflexionselemente zueinander in Achsrichtung der zentralen Achse zu verändern. Dies führt zu einer gut erkennbaren Veränderung der vom Radarreflektor er zeugten Radarecho-Charakteristik.
Beispielsweise kann die Einstelleinrichtung zur Einstellung der Position in Achsrichtung der zentralen Achse eine Führungsmechanik aufweisen, mittels derer das mindestens eine Refle xionselement entlang der zentralen Achse verschieblich gelagert ist. Z. B. kann die Führungs mechanik als Führungsschiene oder Führungsschlitten ausgeführt sein, entlang derer oder dem das mindestens eine Reflexionselement arretierbar an verschiedenen Positionen festleg bar ist. Die Einstellung verschiedener charakteristischer Radarechos wird somit auf konstruktiv einfache Weise ermöglicht.
Alternativ oder zusätzlich kann die Einstelleinrichtung mehrere Einsteck-, Rast- und/oder Klemmpositionen entlang der zentralen Achse umfassen, an denen das mindestens eine Re flexionselement selektiv mittelbar oder unmittelbar anbringbar ist. Die Einsteck-, Rast- und/o der Klemmpositionen können z. B. über Klemmschrauben, Steckbolzen, Arretierbolzen reali siert sein, die in entsprechende Bohrungen, Gewindebohrungen, etc. eingreifen und das min destens eine Reflexionselement entlang der zentralen Achse festlegen. Die Einstellung ver schiedener charakteristischer Radarechos wird somit auf konstruktiv einfache Weise ermög licht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Radarreflektor ferner einen Antriebsmotor zur Erzeugung einer Rotation des mindestens einen Reflexionselements um die zentrale Achse aufweisen. Der Antriebsmotor kann z. B. als Elektromotor ausgeführt sein. Die Einstel leinrichtung kann zur Einstellung der Winkelgeschwindigkeit w ein Bedienelement oder eine Bedienschnittstelle zur Ansteuerung des Antriebsmotors aufweisen, mittels dessen oder über die die Winkelgeschwindigkeit w stufenlos oder in Stufen einstellbar ist. Das Bedienelement kann dazu bspw. als Kippschalter oder Drehknopf ausgebildet sein. Vorzugsweise weist das Bedienelement eine Skalierung auf, anhand derer die am Reflexionselement hervorgerufene Winkelgeschwindigkeit oder die hervorgerufene Charakteristik des Radarechos oder der über tragene Fahrmanöverbefehl ablesbar ist. Dies vereinfacht die Einstellung und Erzeugung des gewünschten Radarechos weiter.
Der Begriff der effektiven Rückstrahlfläche s wird in Analogie zu dem in der Radartechnik auch verbreitenden Begriff des Radarquerschnitts verwendet und bezeichnet die für die Reflexion eingehender Radarstrahlung effektive Fläche. Die effektive Rückstrahlfläche hängt beispiels weise ab von der Größe der Rückstrahlfläche des Reflexionselements, dessen Oberflächen material und Beschichtung oder der geometrischen Ausrichtung der Rückstrahlfläche in Bezug zur einfallenden Radarstrahlung.
In weiteren Ausführungsformen ist die Einstelleinrichtung ferner ausgeführt und/oder weist Mit tel auf, um die effektive Rückstrahlfläche s gezielt zu verändern, um auf diese Weise die Cha rakteristik des Radarechos verändern zu können. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Einstelleinrichtung zur Einstellung der effek tiven Rückstrahlfläche s eine Halterung umfassen, mittels derer eine Schwenkstellung des Reflexionselements um die radiale Richtung veränderbar ist. In anderen Worten kann das Re flexionselement z. B. aus einer im Wesentlichen senkrechten Stellung in Bezug auf eine Ra dialebene in eine verkippte Stellung gebracht werden, in der die effektive Rückstrahlfläche s kleiner wird. Die Halterung kann z. B. als arretierbares Winkelscharnier ausgebildet sein.
Alternativ oder zusätzlich kann die Einstelleinrichtung zur Einstellung der effektiven Rück strahlfläche s eine Abdeckkappe zur selektiven Anbringung auf einer Rückstrahlfläche des Reflexionselements umfassen, mittels derer ein Teil der Rückstrahlfläche abdeckbar ist. Die Abdeckkappe ist aus einem Material gefertigt, das Radarstrahlung nicht oder zumindest schwächer reflektiert als die Rückstrahlfläche des Reflexionselements, sodass die effektive Rückstrahlfläche des Reflexionselements insgesamt kleiner wird. Die Abdeckkappe kann bspw. mittels Druckknöpfen oder Klettverschluss auf der Rückstrahlfläche angebracht werden. Dieser Aspekt ermöglicht eine besonders einfache, konstruktive Ausführungsform des vorge schlagenen Radarreflektors und birgt insofern Kostenvorteile.
Alternativ oder zusätzlich kann die Einstelleinrichtung zur Einstellung der effektiven Rück strahlfläche s mehrere Reflexionselemente mit unterschiedlicher effektiver Rückstrahlfläche s umfassen. Beispielsweise können diese mit unterschiedlich großer Rückstrahlfläche oder Rückstrahlflächen aus unterschiedlichem Material ausgebildet sein und gegeneinander aus tauschbar am Radarreflektor montierbar sein. Auf diese Weise wird eine besonders schnelle Anpassung der Charakteristik des Radarechos ermöglicht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Radarreflektor einen um die zentrale Achse des Radarreflektors rotierbaren Grundkörper und mindestens einen an dem Grundkörper be festigten sich in radialer Richtung gegenüber der zentralen Achse erstreckenden Tragarm, der das Reflexionselement trägt, umfassen. Der Grundkörper kann z. B. Zylinder-, pfosten- oder pylonenförmig ausgebildet sein. Dies vereinfacht den Aufbau des Radarreflektors weiter. Die zentrale Achse ist besonders bevorzugt eine vertikale Achse. Eine Ausführung als horizontale Achse ist beispielsweise auch möglich.
Gemäß einer Weiterbildung der letztgenannten Ausführungsform können mehrere Tragarme am Grundkörper befestigt sein, die jeweils ein Reflexionselement tragen, wobei vorzugsweise die Tragarme, in Umfangsrichtung des Grundkörpers gesehen, äquidistant zueinander ange ordnet sind. In anderen Worten können die Tragarme gleichmäßig über den Umfang des Grundkörpers verteilt sein. Dadurch kann die Signalstärke des Radarechos erhöht werden.
Alternativ oder zusätzlich können genau zwei Tragarme am Grundkörper befestigt sein, die jeweils ein Reflexionselement tragen. Vorzugsweise können die Tragarme in Umfangsrichtung des Grundkörpers gesehen, 180° voneinander versetzt und somit in Bezug auf die zentrale Achse gegenüberliegend angeordnet sein. Gemäß einer Weiterbildung des letztgenannten As pekts kann die Einstelleinrichtung so ausgebildet sein, dass ein axialer Abstand der Tragarme zueinander in Richtung der zentralen Achse veränderbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann ein Abstand der Tragarme zueinander in Umfangsrichtung des Grundkörpers gesehen, varia bel einstellbar sein, dass diese z. B. anstatt 180° zueinander versetzt, nur noch 90° zueinander versetzt angeordnet sind. Die Einstellung verschiedener charakteristischer Radarechos wird somit auf konstruktiv einfache Weise ermöglicht.
Gemäß einer Weiterbildung der Ausführungsform, bei der mehrere Tragarme am Grundkörper befestigt sind, kann die Einstelleinrichtung zur Einstellung des axialen Abstands der Tragarme eine Führungsmechanik aufweisen, mittels derer die Tragarme entlang der zentralen Achse verschieblich gelagert ist. Z. B. kann die Führungsmechanik als Führungsschiene oder Füh rungsschlitten ausgeführt sein, entlang derer oder dem das mindestens eine Reflexionsele ment arretierbar an verschiedenen Positionen festlegbar ist. Die Einstellung verschiedener charakteristischer Radarechos wird somit auf konstruktiv einfache Weise ermöglicht.
Alternativ oder zusätzlich kann die Einstelleinrichtung zur Einstellung des axialen Abstands und/oder des Abstands der Tragarme zueinander in Umfangrichtung des Grundkörpers meh rere Einsteck-, Rast- und/oder Klemmpositionen entlang der zentralen Achse und/oder in Um fangsrichtung des Grundkörpers umfassen, an denen die Tragarme selektiv anbringbar sind. Auf diese Weise wird eine besonders schnelle Anpassung der Charakteristik des Radarechos ermöglicht.
Ferner kann der Radarreflektor Markierungen aufweisen, die am Grundkörper an unterschied lichen Positionen in Achsrichtung und/oder an dem zumindest einen Tragarm an unterschied lichen Positionen in radialer Richtung vorgesehen sind, zur Kennzeichnung selektiv einstell barer Positionen der Reflexionselemente mittels des zumindest einen Tragarms. Die selektiv einstellbaren Positionen können ferner z. B. bestimmten Charakteristiken des Radarechos so festgelegt sein, dass diese bestimmten Fahrmanöverbefehlen zugeordnet sind, was z. B. durch ein Begleithandbuch dokumentiert sein kann. Dies ermöglicht vorteilhaft eine besonders schnelle und einfach umsetzbare Veränderung des charakteristischen Radarechos.
Gemäß einer Weiterbildung der letztgenannten Aspekte kann der Radarreflektor ferner eine, den Grundkörper, den mindestens einen Tragarm und das mindestens eine Reflexionselement umschließende, für Radarstrahlung durchlässige und zumindest teilweise evakuierte Umhau sung, vorzugsweise Röhre, weiter vorzugsweise Kunststoffröhre, aufweisen. Unter dem Be griff der teilweisen Evakuation wird hier verstanden, dass der Luftdruck innerhalb der Umhau sung niedriger ist, als der außerhalb der Umhausung herrschende Atmosphärendruck. Der Betrieb des Radarreflektors ist dadurch widerstandsarm und wird vor Umwelteinflüssen ge schützt, was die Fehleranfälligkeit reduziert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Radarreflektor ferner ein auf einer Rückseite des mindestens einen Reflexionselements oder auf der Umhausung angeordnetes Photovol- taikmodul zur Stromversorgung des Radarreflektors aufweisen. Das Photovoltaikmodul kann in an sich bekannter Weise dazu ausgebildet sein, Sonnenenergie in elektrischen Strom zur Energieversorgung des Radarreflektors umzusetzen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Radarreflektor ferner eine Kommunikations schnittstelle zur drahtlosen Datenkommunikation aufweisen, wobei die Einstelleinrichtung aus gebildet ist, in Abhängigkeit von einem über die Kommunikationsschnittstelle empfangenen Steuerbefehl die Winkelgeschwindigkeit w zu verändern und/oder den Radarreflektor abzu schalten. Beispielhaft kann der Steuerbefehl mittels der Kommunikationsschnittstelle in Steu erspannungen für den als elektrische Maschine ausgeführten Antriebsmotor umgesetzt wer den und eine Veränderung der Winkelgeschwindigkeit hervorrufen. Dies vereinfacht die Be dienung der Einstelleinrichtung.
Der vorgeschlagene Radarreflektor bietet gegenüber bekannten Lösungen den Vorteil, dass das charakteristische Radarecho mittels einfacher konstruktiver Maßnahmen oder Anpassun gen der Betriebsparameter des Radarreflektors verändert oder angepasst werden kann. Die Anpassung erfordert insofern kein Expertenwissen. Der vorgeschlagene Radarreflektor eignet sich somit in besonders vorteilhafter Weise für den Einsatz in Umgebungen, in denen die ört lichen Gegebenheiten kurzfristige Anpassungen an den automatisierten Betrieb von Kraftfahr zeugen erfordern, wie beispielsweise in Baustellenbereichen, wobei mittels Radarreflektoren Fahrmanöverbefehle für das Kraftfahrzeug vorgegeben werden sollen. Mittels einer Mehrzahl an Radarreflektoren grundsätzlich gleichen konstruktiven Aufbaus lässt sich über die gezielte Einstellung der o. g. Parameter z. B. auch eine komplexe Bahnführung über eine Mehrzahl nacheinander aufgereihter Radarreflektoren realisieren. Die in ihrer Grundkonfiguration iden tischen Radarreflektoren bieten gegenüber Radarreflektoren mit unterschiedlichem konstruk tiven Aufbau Vorteile bezüglich der Herstellkosten. Insgesamt ergibt sich ein deutlich reduzier ter technischer Aufwand bei der Realisierung und Anpassung eines automatisierten Betriebs von Kraftfahrzeugen.
Gemäß einem zweiten allgemeinen Gesichtspunkt der Erfindung wird ein System zur Steue rung eines automatisierten Betrieb eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt.
Das System umfasst mindestens einen Radarreflektor wie in diesem Dokument beschrieben, d. h. umfassend eine Einstelleinrichtung zur Veränderung und/oder Parametrisierung einer Charakteristik eines Radarechos des Radarreflektors. Das System umfasst ferner ein Kraft fahrzeug, das einen Radarsensor aufweist und ausgebildet ist, eine vorgegebene Abfolge von Fahrmanövern automatisiert durchzuführen, die zumindest zum Teil durch ein empfangenes Radarecho vorgegeben werden können. Der Radarsensor kann z. B. ausgebildet sein, Radar strahlung zu senden und ein Radarecho zu empfangen und z. B. an eine Steuereinrichtung des Kraftfahrzeugs zu übermitteln.
Unter dem Begriff des Fahrmanövers können dabei z. B. bestimmte, mit dem Kraftfahrzeug selbst oder mit Anbauten oder mit Nebenaggregaten des Kraftfahrzeugs durchführbare Stan dard-Manöver, vorzugsweise Anweisungen zu Fahrmanövern, zur lokalen Navigation und Ver kehrszeicheninformationen verstanden werden.
Das Kraftfahrzeug ist ferner ausgebildet, ein Radarecho des mindestens einen Radarreflektors zu empfangen, z. B. mittels des Radarsensors, und eine Charakteristik des Radarechos zu bestimmen, z. B. durch Auswertung und Vergleich des empfangenen Radarechos mit hinter legten Kenngrößen.
Das Kraftfahrzeug ist ferner ausgebildet, den Radarreflektor anhand einer in einer Datenbank hinterlegten Zuordnung zwischen unterschiedlichen Charakteristiken des Radarechos und zu geordneten Kennungen zur Identifizierung des Radarreflektors zu identifizieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Kraftfahrzeug ausgebildet sein, in Abhän gigkeit von der Identifizierung des Radarreflektors ein Fahrmanöver aus einer Menge an vor bestimmten Fahrmanövern auszuwählen und automatisiert durchzuführen. io
Der automatisierte Betrieb des Kraftfahrzeugs kann sich dabei alleine durch eine Aneinander reihung der Fahrmanöverbefehle ergeben.
Vorstehend wurde bereits festgestellt, dass durch verschiedene Werte von w, s und p, die mittels der Einstelleinrichtung am Radarreflektor einstellbar sind, ein charakteristisches Refle xionsverhalten (Radarecho) erzeugbar ist.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann das Kraftfahrzeug ausgebildet sein, zur Bestimmung der Charakteristik des Radarechos anhand des empfangenen Radar echos zumindest eine der folgenden Größen zu bestimmen: eine zeitliche Veränderung, vor zugsweise ein sog. Blinken, des Radarechos, einen über den Dopplereffekt gemessenen tan gentialen Geschwindigkeitsbetrag des mindestens einen Reflexionselements, einen Reflexi onsgrad oder eine effektive Rückstrahlfläche s des Radarreflektors, und eine über den Dopp lereffekt gemessene tangentialen Geschwindigkeitsdifferenz der Reflexionselemente.
Diese vorstehenden Größen werden durch verschiedene Werte von w, s und p beeinflusst.
Die zeitliche Veränderung des Radarechos und einen über den Dopplereffekt gemessenen tangentialen Geschwindigkeitsbetrag des mindestens einen Reflexionselements hängt z. B. von der Winkelgeschwindigkeit w der Rotationsbewegung des mindestens einen Reflexions elements um die zentrale Achse ab. Eine veränderte effektive Rückstrahlfläche s des mindes tens einen Reflexionselements kann über die vom Radarsensor des Kraftfahrzeugs empfan gene Leistungsdichte erfasst werden. Ein Blinken kann z. B. ein Ansteigen und Absinken der Stärke des Radarechos bezeichnen.
Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 ein System zur Steuerung eines automatisierten Betriebs eines Kraftfahrzeugs ge mäß einer Ausführungsform;
Figur 2 einen Radarreflektor gemäß einer ersten Ausführungsform;
Figur 3 einen Radarreflektor gemäß einer weiteren Ausführungsform in der Teilansicht;
Figur 4 einen Radarreflektor gemäß einer weiteren Ausführungsform; Figur 5 einen Radarreflektor gemäß einer weiteren Ausführungsform;
Figur 6 einen Radarreflektor gemäß einer weiteren Ausführungsform.
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszei chen bezeichnet und sind zum Teil nicht gesondert beschrieben.
Figur 2 zeigt eine stark schematisierte Darstellung eines Radarreflektors 1 zur Reflexion von Radarstrahlung gemäß einer ersten Ausführungsform. So bezeichnet beispielsweise das Be zugszeichen 1 in allen Ausführungsformen der Figuren 2 bis 6 einen Radarreflektor, der je nach Ausführungsform und Variante verschieden ausgeführt ist.
Der Radarreflektor 1 umfasst einen um eine zentrale vertikale Achse 4 des Radarreflektors 1 rotierbaren Grundkörper 19, zwei drehfest an dem Grundkörper 19 befestigte, sich in radialer Richtung 100 gegenüber der zentralen Achse 4 erstreckende Tragarme 8, die an ihren freien Enden jeweils ein Reflexionselement 5 für Radarstrahlung tragen. Das Reflexionselement 5 kann auch als Radarreflektorflügel bezeichnet werden. Die Tragarme 8 bzw. die Reflexions elemente 5 sind - in Umfangsrichtung des Grundkörpers 19 gesehen - äquidistant zueinander angeordnet, d. h. 180° voneinander versetzt und somit in Bezug auf die zentrale Achse 4 ge genüberliegend angeordnet. Eine Befestigungsposition p der Reflexionselemente 5 relativ zur zentralen Achse 4 ist festgelegt durch den radialen Abstand 10 der Reflexionselemente 5 zur zentralen Achse 4 und durch die axiale Position, d. h. der Position in Achsrichtung 200, der Reflexionselemente 5, insbesondere durch den relativen, axialen Abstand 11 in Achsrichtung 200 der beiden Reflexionselemente 5 zueinander.
Der Grundkörper 19 steht in Antriebsverbindung mit einem Antriebsmotor 15, z. B. ein Elekt romotor, über den der Grundkörper und damit der Radarreflektor 1 in Rotationsbewegung um die zentrale vertikale Achse 4 versetzt werden kann w bezeichnet die Winkelgeschwindigkeit der Rotationsbewegung um die Achse 4.
Die Reflexionselemente 5 sind zur Reflektion von Radarstrahlung 2 ausgebildet und weisen ein zur Reflexion von Radarstrahlung geeignetes Material auf. In welchem Maß ankommende Radarstrahlung 2 von den Reflexionselementen 5 zurückgeworfen wird, hängt von der effekti ven Rückstrahlfläche s der Reflexionselemente 5 ab. Die effektive Rückstrahlfläche s wird in der vorliegenden Ausführungsform in Analogie zum in der Radartechnik verbreiteten Begriff des Radarquerschnitts verwendet. Die effektive Rückstrahlfläche s hängt u.a. ab von der Größe der Seitenflächen und deren Oberflächenmaterial bzw. Beschichtung. Im Betrieb des Radarreflektors 1 drehen sich die Reflexionselemente 5 mit der Winkelgeschwindigkeit w der Rotationsbewegung um die Achse 4 und werfen entsprechend auf sie einfallende Radarstrah lung zurück.
Das charakteristische Reflexionsverhalten des Radarreflektors 1 , d. h. die Charakteristik des Radarechos, hängt davon ab, welche Werte die Parameter w, s und p aufweisen. So beein flussen z. B. die charakteristischen Reflexionswerte der Reflexionselemente 5 die Stärke des Radarechos. Das von einem Radarsensor empfangene Radarecho wird ebenfalls beeinflusst von der geometrischen Anordnung p der Reflexionselemente 5, d. h. der Befestigungsposition p der Reflexionselemente 5 relativ zur zentralen Achse, z. B. des axialen Abstands 11 und/o der des radial Abstands 11 der Reflexionselemente 5. Auch die charakteristische zeitliche Ver änderung der Reflexionswerte (auch als „Blinken“ bezeichnet) hängt ab von der Winkelge schwindigkeit w, mit der sich der effektive Radarquerschnitt durch die Rotationsbewegung um die Achse 4 zeitlich ändert. Ein Vorteil dieser Art von Radarreflektoren 1 ist, dass die tangen tiale Geschwindigkeitsdifferenz (2*v=2*co*r) der Reflexionselemente 5 über den Dopplereffekt gut mit Radaren zu erfassen sind. Entsprechend kann der tangentiale Geschwindigkeitsbetrag |v| der Reflexionselemente 5 zuverlässig mit dem Dopplereffekt gemessen werden. Die Be zugszeichen 6 und 9 bezeichnen in Figur 2 die tangentialen Geschwindigkeiten der beiden Reflexionselemente 5.
Die Werte der Drehgeschwindigkeit w, der effektive Rückstrahlfläche s, der Befestigungsposi tion p des axialen Abstands 11 und des radial Abstands 11 der Reflexionselemente 5 führen somit zu einem charakteristischen Reflexionsverhalten, d. h. einem charakteristischen Radar echo, des Radarreflektors 1. Mit anderen Worten beschreibt ein Tupel der Parameter w, s und p eine identifizierbare Charakteristik eines Reflektors und erlaubt damit eine Zuordnung einer Kennung (ID) zu einem Radarreflektor 1. Ein Kraftfahrzeug 23 mit einem Radarsensor 24 kann somit durch Auswertung des empfangenen Radarechos 3 (vgl. Darstellung in Figur 1) einen bestimmten Radarreflektor 1 anhand seines charakteristischen Reflexionsverhaltens identifi zieren, wenn in dem Fahrzeug, z. B. in einer Datenbank, zuvor eine entsprechende Zuordnung zwischen einer Kennung des Radarreflektors 1 und der diesem Radarreflektor 1 zugeordneten charakteristischen Radarechos 3 hinterlegt wurde, was nachfolgend noch in Zusammenhang mit der Figur 1 näher beschrieben wird. Vorstehend wurde bereits ausgeführt, dass eine Besonderheit des erfindungsgemäßen Ra darreflektors 1 darin liegt, dass die Charakteristik des Radarechos 3 des Radarreflektors 1 gezielt verändert werden kann.
Zur Veränderung und/oder Parametrisierung der Charakteristik des Radarechos 3 des Radar reflektors 1 umfasst der Radarreflektor 1 eine Einstelleinrichtung 7, mittels derer zumindest einer der folgenden Parameter w, s und p veränderbar ist. Die Einstelleinrichtung 7 kann meh rere Ausführungsformen bzw. Einstellkomponenten 7a, 7b, 7c und 7d umfassen, die jeweils zur Einstellung einer der Parameter w, s und p vorgesehen sind. Die in den Figuren gezeigte Einstelleinrichtung 7 kann eine, mehrere oder alle die Ausführungsformen 7a, 7b, 7c und 7d umfassen.
Mittels der Einstelleinrichtung 7a ist der relativen Abstand 11 in Achsrichtung 200 der beiden Reflexionselemente 5 zueinander veränderbar, hier z. B. durch Einstellung der Position in Achsrichtung 200 des rechten Reflexionselements 5.
Mittels der Einstelleinrichtung 7b ist der radiale Abstand 10 der beiden Reflexionselemente 5 zur zentralen Achse 4, d. h. die Position der Reflexionselemente 5 in radialer Richtung 100, veränderbar, wobei dies in Figur 2 der besseren Übersichtlichkeit wegen nur für das rechte Reflexionselement 5 dargestellt ist.
Mittels der Einstelleinrichtung 7c ist die Winkelgeschwindigkeit w der Rotationsbewegung der Reflexionselemente 5 einstellbar. Hierzu umfasst die Einstelleinrichtung 7c ein Bedienelement 16 zur Ansteuerung des Antriebsmotors 15, um die Wnkelgeschwindigkeit w der Rotationsbe wegung der Reflexionselemente 5 einzustellen, z. B. stufenweise einzustellen.
Mittels der Einstelleinrichtung 7d ist eine Schwenkstellung der beiden Reflexionselemente 5 um die radiale Richtung 100 veränderbar, wobei dies in Figur 2 wiederum der besseren Über sichtlichkeit wegen nur für das linke Reflexionselement 5 dargestellt ist.
Die Figuren 3 bis 6 zeigen schematisierte Darstellungen weitere Ausführungsvarianten des Radarreflektors 1.
Fig. 3 illustriert eine mögliche Ausführungsform der Einstelleinrichtung 7b zur Einstellung eines radialen Abstands 10 der Reflexionselemente 5 zur zentralen Achse 4 in der Teilansicht. Die Einstelleinrichtung 7b ist hier beispielhaft als Teleskoparm 12 ausgeführt, um die Tragarme 8 der Reflexionselemente 5 auszubilden. Über ein Zusammenschieben des Teleskoparms 12 kann der radiale Abstand 10 des jeweiligen Reflexionselements 5 auf einen radialen Abstand 10‘ verkürzt werden. Die Veränderung des radialen Abstands 10 zieht (über den bekannten Zusammenhang: tangentialen Geschwindigkeitsbetrag 9 = Winkelgeschwindigkeit w * radialer Abstand 10) eine Änderung des tangentialen Geschwindigkeitsbetrags 9 nach sich, der die Charakteristik des Radarechos 3 beeinflusst. Anhand des tangentialen Geschwindigkeitsbe trags 9 kann der Radarreflektor 1 identifiziert werden.
Fig. 4 zeigt zwei mögliche Ausführungsformen der Einstelleinrichtung 7d zur Einstellung einer effektive Rückstrahlfläche s des Radarreflektors 1. Die erste Ausführungsform der Einstellein richtung 7d umfasst eine Halterung 17, mit der die Reflexionselemente jeweils an einem der Tragarme 8 schwenkbeweglich gehaltert sind. Mittels der Halterung 17 kann die Schwenkstel lung der Reflexionselemente 5 um die radiale Richtung 100 verändert werden. In der Folge ändert sich die effektive Fläche zur Reflexion der auftreffenden Radarstrahlung 2. Die effektive Rückstrahlfläche s kann somit über den Schwenkwinkel verändert werden. Die Halterung 17 kann eine Arretierung umfassen, um die Reflexionselemente 5 jeweils in der gewünschten Schwenkstellung zu fixieren.
Die zweite Ausführungsform der Einstelleinrichtung 7d umfasst eine Abdeckkappe 18, die wahlweise auf dem Reflexionselement 5 angebracht werden kann. Die Abdeckkappe 18 ist hier lösbar am rechten Reflexionselement 5 befestigt. Die Abdeckkappe 18 weist eine Ober fläche auf, die Radarstrahlung 2 weniger stark reflektiert als die Rückstrahlfläche des rechten Reflexionselements 5. Durch Aufbringen der Abdeckkappe 18 wird die effektive Rückstrahlflä che s der Reflexionselemente 5 insofern kleiner.
Durch gezielte Einstellung der Schwenkstellung der Reflexionselemente 5 und/oder Aufbrin gen der Abdeckkappen 18 auf die beiden Reflexionselemente 5 können damit charakteristi sche Radarechos 3 zur Identifizierung des Radarreflektors 1 erzeugt werden.
Es wird betont, dass die Halterung 17 und die Abdeckkappe 18 in Figur 4 der besseren Über sichtlichkeit wegen nur jeweils an einem der Reflexionselemente 5 gezeigt sind. Jedoch kann eine Halterung 17 zur Änderung der Schwenklage jeweils an beiden Reflexionselementen 5 vorgesehen sein. Entsprechendes gilt auch für die Abdeckkappe 18. Ferner können die Hal terungen 17 und die Abdeckkappen 18 sowohl zusammen als auch einzeln zum Einsatz kom- men. Fig. 5 illustriert eine weitere mögliche Ausführungsform der Einstelleinrichtung 7 zur Einstel lung eines axialen Abstands 11 der Reflexionselemente 5.
Die Einstelleinrichtung 7a weist die Führungsmechanik 13 auf, z. B. eine Führungsschiene, mittels derer das rechte Reflexionselement 5 entlang der zentralen Achse 4 des Radarreflek tors 1 verschieblich gelagert ist. Die Einstelleinrichtung 7a umfasst alternativ oder zusätzlich mehrere Einsteck-, Rast- und Klemmpositionen 14 entlang der zentralen Achse 4, an denen das mindestens eine Reflexionselement 5 selektiv unmittelbar anbringbar ist.
Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform des Radarreflektors 1.
Der Radarreflektor 1 weist eine, den Grundkörper 19, die beiden Tragarme 8 und die Reflexi onselemente 5 umschließende, für Radarstrahlung 2 durchlässige und zumindest teilweise evakuierte als Kunststoffröhre ausgeführte Umhausung 20 auf. Das Innenvolumen der Um hausung 20 weist einen im Vergleich zur Umgebung niedrigeren Luftdruck auf. Der Betrieb des Radarreflektors 1 kann somit besonders widerstandsarm und vor Umwelteinflüssen ge schützt erfolgen.
Auf der Umhausung 20 ist ein Photovoltaikmodul 21 zur Stromversorgung des Radarreflektors 1 angeordnet. Das Photovoltaikmodul 21 ist in an sich bekannter Weise zur Wandlung von Sonnenenergie in elektrischen Strom ausgebildet und dient der autarken Stromversorgung des als elektrische Maschine ausgebildeten Antriebsmotors 15.
Anstelle des Bedienelements 16 umfasst die Einstelleinrichtung 7c zur Veränderung der Win kelgeschwindigkeit w eine Drahtlos-Kommunikationsdatenschnittstelle 22, die ausgebildet ist, Steuerbefehle zur Ansteuerung des Antriebsmotors 15 und damit zur Einstellung der Winkel geschwindigkeit w zu empfangen. Ferner kann der Radarreflektor 1 mittels der Einstelleinrich tung 7c an- und abgeschaltet werden.
Die vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen des Radarreflektors 1 zeichnen sich somit dadurch aus, dass in Form der Einstelleinrichtung 7 Mittel bereitgestellt werden, mittels derer die Charakteristik des Radarechos 3 des Radarreflektors 1 gezielt ver ändert werden kann, indem ein Werte-Tupel der Parameter w, s und p verändert wird.
Ein derartiger Radarreflektor 1 findet eine vorteilhafte Anwendung in Systemen zur Steuerung eines automatisierten Betriebs eines Kraftfahrzeugs 23. Dies ist beispielhaft in Figur 1 be schrieben. Figur 1 zeigt ein System 25 zur Steuerung eines automatisierten Betriebs eines Kraftfahrzeugs 23 gemäß einer Ausführungsform, wobei Radarreflektoren 1 , T wie vorstehend beschrieben zum Einsatz kommen.
Hierbei wird Radarstrahlung 2 unter Erzeugung charakteristischer Radarechos 3, 3‘ durch ei nen Radarreflektor 1 , T reflektiert. Aus den Radarechos 3, 3‘ werden fahrzeugseitig in einem für einen automatisierten Betrieb ausgebildeten Kraftfahrzeug 23 z. B. Fahrmanöver für einen automatisierten Betrieb des Kraftfahrzeug 23 abgeleitet. Ein bestimmtes charakteristische Ra darecho 3 steht dabei für ein bestimmtes Fahrmanöver, das vom Kraftfahrzeug 23 automati siert durchzuführen ist. Die Zuordnung, welches charakteristische Radarecho 3 welchem Fahr manöver entspricht, ist zuvor im Kraftfahrzeug 23 hinterlegt worden.
Die Zuordnung ist z. B. auch in Form eines Arbeitshandbuches dokumentiert, anhand dessen ein Arbeiter der z. B. auf einer Baustelle dem Kraftfahrzeug 23 eine bestimmte Reihenfolge von Fahrmanövern vorgeben will, ermitteln kann, wie er die Radarreflektoren 1 , T mittels der Einstelleinrichtung 7 jeweils einstellen muss, damit diese jeweils ein bestimmtes charakteristi sches Reflexionsverhalten erzeugen, das dem Fahrmanöverbefehl entspricht, den der Arbeiter vorgeben will. Hier kann einem bestimmten Fahrmanöverbefehl beispielsweise ein bestimmtes Werte-Tupel der Parameter w, s und p zugeordnet sein. Entsprechend kann der Arbeiter den Radarreflektor 1 anhand konkreter Vorgaben mittels der Einstelleinrichtung 7, z. B. durch Ein stellen der Drehgeschwindigkeit w oder des axialen Abstands 11 der Reflexionselemente 5 auf vorbestimmten Werte, die einen bestimmten Fahrmanöverbefehl zugeordnet sind, einstel len. Der Radarreflektor 1 , T erzeugt dann das gewünschte charakteristische Radarechos 3, 3‘, das vom entsprechend korrespondierend programmtechnisch eingerichteten Kraftfahrzeug 23 anschließend in den zugeordneten Fahrmanöverbefehl umgesetzt wird. Auf diese Weise können z. B. ohne großen Aufwand und insbesondere ohne Expertenwissen Anpassungen an der Vorgabe für den automatisierten Betrieb des Kraftfahrzeugs 23 vorgenommen werden.
Der automatisierte Betrieb des Kraftfahrzeugs 23 wird insofern durch die in einer bestimmten Reihenfolge aufgestellten Radarreflektoren 1, 1‘ zumindest zum Teil (fern-)gesteuert. Eine ge wünschte Route und Verhalten des Kraftfahrzeugs 23 kann auf diese Weise einfach durch Aufstellen derartiger mobiler Radarreflektoren 1, T vorgegeben werden und ferner durch Ver änderung der Aufstellung und/oder des charakteristischen Radarechos 3, 3‘ schnell und ein fach verändert und angepasst werden. In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform umfasst das System 25 lediglich beispielhaft nur zwei Radarreflektoren 1 , T. Diese unterscheiden sich dadurch, dass diese mittels der Einstel leinrichtung auf unterschiedliche Werte-Tupel der Parameter w, s und p eingestellt worden sind, so dass diese unterschiedliche charakteristische Radarechos 3, 3‘ erzeugen.
Das System 25 umfasst ferner ein Kraftfahrzeug 23, das einen Radarsensor 24 aufweist und ausgebildet ist, eine vorgegebene Abfolge von Fahrmanövern automatisiert durchzuführen. Die Fahrmanöver werden dabei zumindest zum Teil durch die Radarechos 3, 3‘ der Radarre flektoren 1 , T vorgegeben. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug 23 ausgebildet ist, bei Emp fang eines bestimmten Radarechos 3, 3‘ ein entsprechend zugeordnetes Fahrmanöver durch zuführen.
Der Radarsensor 24 ist ausgebildet, Radarstrahlung 2 zu senden und Radarechos 3, 3‘ zu empfangen. In der gezeigten Ausführungsform wird die Radarstrahlung 2 beispielhaft von Ra darreflektor 1 in charakteristischer Weise unter Erzeugung des Radarechos 3 zurückgeworfen. Der Radarsensor 24 ist ferner ausgebildet, das empfangene Radarecho 3 an eine Steuervor richtung 26 des Kraftfahrzeugs 23 zu übermitteln. Die Steuervorrichtung 26 ist ausgebildet, eine Charakteristik des Radarechos 3 zu bestimmen.
Zur Bestimmung der Charakteristik des Radarechos 3 anhand des empfangenen Radarechos 3 kann die Steuervorrichtung 26 zumindest eine der folgenden Größen zu bestimmen: eine zeitliche Veränderung, vorzugsweise ein sog. Blinken, des Radarechos 3, einen über den Dopplereffekt gemessenen tangentialen Geschwindigkeitsbetrag des mindestens einen Refle xionselements 5, einen Reflexionsgrad oder eine effektive Rückstrahlfläche s des Radarre flektors, und eine über den Dopplereffekt gemessene tangentialen Geschwindigkeitsdifferenz der Reflexionselemente 5. Diese vorstehenden Größen werden durch verschiedene Werte von w, s und p beeinflusst. Im Rahmen von zuvor durchgeführten Versuchen und Testfahrten kann experimentell ermittelt werden, wie anhand dieser Größen charakteristische Radarechos 3, 3‘ voneinander unterschieden werden.
In einer Datenbank ist die Zuordnung zwischen unterschiedlichen Charakteristiken der Rada rechos 3, 3‘ und Kennungen der Radarreflektoren 1 , T und/oder direkt Fahrmanövern hinter legt. Die Steuervorrichtung 26 nimmt über das empfangene Radarechos 3 und die in der Da tenbank hinterlegte Zuordnung eine Identifizierung des Radarreflektors 1 vor. Im gezeigten Beispiel ordnet die Steuervorrichtung 26 das Radarecho 3 also dem Radarreflektor 1 zu. Das Kraftfahrzeug 23 ist ausgebildet, in Abhängigkeit von der Identifizierung des Radarreflek tors 1, V ein Fahrmanöver aus einer Menge an vorbestimmten Fahrmanövern auszuwählen und automatisiert durchzuführen.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel nähert sich das Kraftfahrzeug 23 zunächst dem Radarre flektor 1 und leitet auf die oben beschriebene Weise ein Fahrmanöver zum automatisierten Betrieb ab. Unter dem Begriff des Fahrmanövers können dabei z. B. bestimmte, mit dem Kraft fahrzeug 23 selbst oder mit Anbauten oder mit Nebenaggregaten des Kraftfahrzeugs 23 durch führbare Standard-Manöver, vorzugsweise Anweisungen zu Fahrmanövern, zur lokalen Navi gation und Verkehrszeicheninformationen verstanden werden. Hier wird durch das Kraftfahr zeug 23 aus der Infizierung des Radarreflektors 1 lediglich beispielhaft das zugeordnete Fahr manöver ausgewählt und durchgeführt, tangential an dem Radarreflektor 1 vorbei zu fahren.
Durch die tangentiale Vorbeifahrt an dem Radarreflektor 1 nähert sich das Kraftfahrzeug 23 dem Radarreflektor V. Das Kraftfahrzeug 23 empfängt ein Radarecho 3‘, dessen Charakteris tik sich von der Charakteristik des zuvor empfangenen Radarechos 3 unterscheidet. Das Kraft fahrzeug 23 erkennt, dass das Radarecho 3‘ von einem anderen Radarreflektor V reflektiert wird, hier der Radarreflektor 3‘ bzw. dass nun ein weiteres Fahrmanöver zum automatisierten Betrieb durchzuführen ist. Hier bewirkt das abgeleitete Fahrmanöver, lediglich beispielhaft, dass das Kraftfahrzeug 23 eine Kurvenfahrt einleitet.
Durch die Kurvenfahrt könnte das Kraftfahrzeug 23 entsprechend in den Nahbereich eines weiteren (hier nicht dargestellten) Radarreflektors V gelangen und aus dessen Identifizierung das nächste Fahrmanöver ableiten usw. Aus der sequentiellen Abfolge abgeleiteter Fahrma növer ergibt sich im gezeigten Ausführungsbeispiel ein vollautomatisierter Betrieb des Kraft fahrzeugs 23. Ein Arbeiter auf einer Baustelle kann somit durch sequentielles Aufstellung meh rerer Radarreflektoren 1, 1‘ eine Abfolge von gewünschten Fahrmanövern vorgeben, die dann von einem entsprechend eingerichtetem Kraftfahrzeug 23 durchgeführt werden.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist es für den Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Änderungen ausgeführt werden können und Äquivalente als Ersatz verwendet werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Folglich soll die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbei spiele begrenzt sein, sondern soll alle Ausführungsbeispiele umfassen, die in den Bereich der beigefügten Patentansprüche fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug ge nommenen Ansprüchen.
Bezugszeichenliste
I, r Radarreflektor
2 Radarstrahlung
3, 3‘ Radarecho
4 Zentrale Achse des Radarreflektors
5 Reflexionselement
6 Tangentialer Geschwindigkeitsbetrag des ersten Reflexionselements
7, 7a...d Einstelleinrichtung
8 Tragarm
9 Tangentialer Geschwindigkeitsbetrag des zweiten Reflexionselements
10 10 Radialer Abstand
I I , 11 Axialer Abstand 12 Teleskoparm
13 Führungsmechanik
14 Einsteck-, Rast und Klemmpositionen entlang zentraler Achse
15 Antriebsmotor
16 Bedienelement
17 Halterung
18 Abdeckkappe
19 Grundkörper
20 Umhausung 21 Photovoltaikmodul 22 Kommunikationsschnittstelle
23 Kraftfahrzeug
24 Radarsensor
25 System
26 Steuervorrichtung 100 Radiale Richtung 200 Achsrichtung
P Befestigungsposition s Effektive Rückstrahlfläche w Winkelgeschwindigkeit

Claims

Patentansprüche
1. Radarreflektor (1) zur Reflexion von Radarstrahlung (2), umfassend mindestens ein um eine zentrale Achse (4) des Radarreflektors (1) rotierbares Reflexions element (5) zur Reflektion von Radarstrahlung (2), gekennzeichnet durch eine Einstelleinrichtung (7) zur Veränderung und/oder Parametrisierung einer Charakte ristik eines Radarechos (3) des Radarreflektors (1), mittels derer zumindest einer der fol genden Parameter veränderbar ist: a) eine Winkelgeschwindigkeit w einer Rotationsbewegung des mindestens einen Re flexionselements (5) um die zentrale Achse (4); b) eine effektive Rückstrahlfläche s des mindestens einen Reflexionselements (5) für Radarstrahlung, und c) eine Befestigungsposition p des mindestens einen Reflexionselements (5) relativ zur zentralen Achse (4).
2. Radarreflektor (1) nach Anspruch 1, wobei mittels der Einstelleinrichtung (7) mindestens zwei, vorzugsweise alle drei, der Parameter w, s und p zur Veränderung und/oder Para metrisierung der Charakteristik des Radarechos (3) des Radarreflektors (1) veränderbar sind.
3. Radarreflektor (1) nach einem der vorherigen Ansprüchen, wobei zur Einstellung der Be festigungsposition p mittels der Einstelleinrichtung (7; 7b) ein radialer Abstand (10) des mindestens einen Reflexionselements (5) zur zentralen Achse (4) einstellbar ist.
4. Radarreflektor (1) nach Anspruch 3, wobei die Einstelleinrichtung (7; 7b) zur Einstellung des radialen Abstands (10) mindestens einen sich in radialer Richtung (100) gegenüber der zentralen Achse (4) erstreckenden Tragarm (8) aufweist, a) der als Teleskoparm (12) ausgeführt ist und an seinem freien Ende das Reflexions element (5) trägt, oder b) auf dem das Reflexionselement (5) in radialer Richtung (100) verschieblich gelagert ist.
5. Radarreflektor (1) nach einem der vorherigen Ansprüchen, wobei zur Einstellung der Be festigungsposition p mittels der Einstelleinrichtung (7; 7a) eine Position in Achsrichtung (200) der zentralen Achse (4) des mindestens einen Reflexionselements (5) einstellbar ist.
6. Radarreflektor (1) nach Anspruch 5, wobei die Einstelleinrichtung (7; 7a) zur Einstellung der Position in Achsrichtung (200) der zentralen Achse (4) a) eine Führungsmechanik (13) aufweist, mittels derer das mindestens eine Reflexi onselement (5) entlang der zentralen Achse (4) verschieblich gelagert ist; und/oder b) mehrere Einsteck-, Rast- und/oder Klemmpositionen (14) entlang der zentralen Achse (4) umfasst, an denen das mindestens eine Reflexionselement (5) selektiv mittelbar oder unmittelbar anbringbar ist.
7. Radarreflektor (1, 1‘) nach einem der vorherigen Ansprüchen, ferner aufweisend einen Antriebsmotor (15) zur Erzeugung einer Rotation des mindestens einen Reflexionsele ments (5) um die zentrale Achse (4), wobei die Einstelleinrichtung (7; 7c) zur Einstellung der Winkelgeschwindigkeit w ein Bedienelement (16) oder eine Bedienschnittstelle zur An steuerung des Antriebsmotors (15) aufweist, mittels dessen oder über die die Winkelge schwindigkeit o stufenlos oder in Stufen einstellbar ist.
8. Radarreflektor (1) nach einem der vorherigen Ansprüchen, wobei die Einstelleinrichtung (7; 7d) zur Einstellung der effektiven Rückstrahlfläche s a) eine Halterung (17) umfasst, mittels derer eine Schwenkstellung des Reflexions elements (5) um die radiale Richtung (100) veränderbar ist; und/oder b) eine Abdeckkappe (18) zur selektiven Anbringung auf einer Rückstrahlfläche des Reflexionselements (5) umfasst, mittels derer ein Teil der Rückstrahlfläche abdeckbar ist; und/oder c) mehrere Reflexionselemente (5) mit unterschiedlicher effektiver Rückstrahlfläche s umfasst, beispielsweise mit unterschiedlich großer Rückstrahlfläche oder Rückstrahlflä chen aus unterschiedlichem Material, die gegeneinander austauschbar am Radarreflektor (1, T) montierbar sind.
9. Radarreflektor (1) nach einem der vorherigen Ansprüchen, umfassend a) einen um die zentrale Achse (4) des Radarreflektors (1) rotierbaren Grundkör per (19), b) mindestens einen an dem Grundkörper (19) befestigten sich in radialer Richtung (100) gegenüber der zentralen Achse (4) erstreckenden Tragarm (8), der das Reflexions element (5) trägt.
10. Radarreflektor (1) nach Anspruch 9, wobei a) mehrere Tragarme (8) am Grundkörper (19) befestigt sind, die jeweils ein Reflexi onselement (5) tragen, wobei vorzugsweise die Tragarme (8) in Umfangsrichtung des Grundkörpers (19) gesehen, äquidistant zueinander angeordnet sind; und/oder b) wobei genau zwei T ragarme (8) am Grundkörper (19) befestigt sind, die jeweils ein Reflexionselement (5) tragen, wobei vorzugsweise die Tragarme (8) in Umfangsrichtung des Grundkörpers (19) gesehen, 180° voneinander versetzt und somit in Bezug auf die zentrale Achse (4) gegenüberliegend angeordnet sind.
11. Radarreflektor (1) nach Anspruch 10, wobei die Einstelleinrichtung (7; 7a; 7b) so ausge bildet ist, dass a) ein Abstand (11) der Tragarme (8) zueinander in Richtung der zentralen Achse (4)veränderbar ist; und/oder b) ein Abstand der Tragarme (8) zueinander in Umfangsrichtung des Grundkörpers (19) gesehen, variabel einstellbar ist.
12. Radarreflektor (1) nach Anspruch 11, wobei die Einstelleinrichtung (7; 7a; 7b) zur Einstel lung des Abstands der T ragarme zueinander a) eine Führungsmechanik (13) aufweist, mittels derer die Tragarme (8) entlang der zentralen Achse (4) verschieblich gelagert ist; und/oder b) mehrere Einsteck-, Rast- und/oder Klemmpositionen (14) entlang und/oder in Um fangsrichtung des Grundkörpers (19) umfasst, an denen die T ragarme (8) selektiv anbring- bar sind.
13. Radarreflektor (1 , T) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, ferner aufweisend Markierun gen, die am Grundkörper (19) an unterschiedlichen Positionen in Achsrichtung (200) und/oder an dem zumindest einen Tragarm (8) an unterschiedlichen Positionen in radialer Richtung (100) vorgesehen sind, zur Kennzeichnung selektiv einstellbarer Positionen der Reflexionselemente (5) mittels des zumindest einen Tragarms (8).
14. Radarreflektor (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, ferner aufweisend eine, den Grund körper (19), den mindestens einen Tragarm (8) und das mindestens eine Reflexionsele ment (5) umschließende, für Radarstrahlung (2) durchlässige und zumindest teilweise evakuierte Umhausung (20), vorzugsweise Röhre, weiter vorzugsweise Kunststoffröhre.
15. Radarreflektor (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend ein auf einer Rückseite des mindestens einen Reflexionselements (5) oder auf einer Umhausung (20) nach Anspruch 14 angeordnetes Photovoltaikmodul (21) zur Stromversorgung des Radar reflektors (1).
16. Radarreflektor (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend eine Kommu nikationsschnittstelle (22) zur drahtlosen Datenkommunikation, wobei die Einstelleinrich tung (7; 7c) ausgebildet ist, in Abhängigkeit von einem über die Kommunikationsschnitt stelle (22) empfangenen Steuerbefehl die Winkelgeschwindigkeit w zu verändern und/oder den Radarreflektor (1) abzuschalten.
17. System (25) zur Steuerung eines automatisierten Betriebs eines Kraftfahrzeugs (23), umfassend a) mindestens einen Radarreflektor (1) nach einem der vorherigen Ansprüche; und b) ein Kraftfahrzeug (23), das einen Radarsensor (24) aufweist und ausgebildet ist, eine vorgegebene Abfolge von Fahrmanövern automatisiert durchzuführen, wobei das Kraftfahrzeug (23) ausgebildet ist, ein Radarecho (3) des mindestens einen Radarreflektors (1) zu empfangen, eine Charakteristik des Radarechos (3) zu bestimmen und den Radarreflektor (1) zu identifizieren anhand einer in einer Datenbank hinterlegten Zuordnung zwischen unterschiedlichen Charakteristiken des Radarechos (3) und zuge ordneten Kennungen zur Identifizierung des Radarreflektors (1).
18. System (25) nach Anspruch 17, wobei das Kraftfahrzeug (23) ausgebildet ist, zur Bestim mung der Charakteristik des Radarechos (3) anhand des empfangenen Radarechos (3) zumindest eine der folgenden Größen zu bestimmen: eine zeitliche Veränderung, vorzugs weise ein Blinken, des Radarechos (3), einen über den Dopplereffekt gemessenen tan gentialen Geschwindigkeitsbetrag (6) des mindestens einen Reflexionselements (5), einen Reflexionsgrad oder eine effektive Rückstrahlfläche s des Radarreflektors (1), und eine über den Dopplereffekt gemessene tangentialen Geschwindigkeitsdifferenz des mindes tens einen Reflexionselements (5).
19. System (25) nach Anspruch 17 oder 18, wobei das Kraftfahrzeug (23) ausgebildet ist, in Abhängigkeit von der Identifizierung des Radarreflektors (1) ein Fahrmanöver aus einer Menge an vorbestimmten Fahrmanövern auszuwählen und automatisiert durchzuführen.
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